Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Нанотехнологія



План:


Введення

Шестерні молекулярного розміру на основі нанотрубок [1]

Нанотехнологія - міждисциплінарна область фундаментальної і прикладної науки і техніки, що має справу з сукупністю теоретичного обгрунтування, практичних методів дослідження, аналізу та синтезу, а також методів виробництва і застосування продуктів із заданою атомної структурою шляхом контрольованого маніпулювання окремими атомами і молекулами.

Нанотехнологія, нанонауки - це наука і технологія колоїдних систем, це колоїдна хімія, колоїдна фізика, молекулярна біологія, вся мікроелектроніка. Принципова відмінність колоїдних систем, до яких відносяться хмари, кров людини, молекули ДНК і білків, транзистори, з яких збираються мікропроцесори, в тому, що поверхня таких частинок або величезних молекул надзвичайно велика по відношенню до їх обсягу. Такі частинки займають проміжне положення між істинними гомогенними розчинами, сплавами, і звичайними об'єктами макросвіту, такими, як стіл, книга, пісок. Їх поведінка, завдяки високорозвиненої поверхні, сильно відрізняється від поведінки та істинних розчинів і розплавів, та об'єктів макросвіту. Як правило, такі ефекти починають відігравати значну роль, коли розмір частинок лежить в діапазоні 1-100 нанометрів: звідси прийшло заміщення слова колоїдна фізика, хімія, біологія на нанонауки і нанотехнології, маючи на увазі розмір об'єктів, про які йде мова.


1. Визначення і термінологія

Є думка, що на сьогоднішній день у світі немає стандарту, що описує, що таке нанотехнології, що таке нанопродукція. В Єврокомісії створена спеціальна група, якій дали два роки на те, щоб розробити класифікацію нанопродукціі. Серед підходів до визначення поняття "нанотехнології" є наступні:
1.В Технічному комітеті ISO / ТК 229 під нанотехнологіями мається на увазі наступне: [2]

  • знання і керування процесами, як правило, в масштабі 1 нм, але не виключає масштаб менше 100 нм в одному або більше вимірах, коли введення в дію розмірного ефекту (явища) призводить до можливості нових застосувань;
  • використання властивостей об'єктів і матеріалів у нанометровому масштабі, які відрізняються від властивостей вільних атомів або молекул, а також від об'ємних властивостей речовини, що складається з цих атомів або молекул, для створення більш досконалих матеріалів, приладів, систем, що реалізують ці властивості.

2.Відповідно "Концепції розвитку в Російській Федерації робіт в галузі нанотехнологій на період до 2010 "( 2004 р.) нанотехнологія визначається як сукупність методів і прийомів, що забезпечують можливість контрольованим чином створювати і модифікувати об'єкти, що включають компоненти з розмірами менше 100 нм, хоча б в одному вимірі, і в результаті цього отримали принципово нові якості, що дозволяють здійснювати їх інтеграцію в повноцінно функціонуючі системи більшого масштабу .

Практичний аспект нанотехнологій включає в себе виробництво пристроїв і їх компонентів, необхідних для створення, обробки та маніпуляції атомами, молекулами і наночастинками. Мається на увазі, що не обов'язково об'єкт повинен мати хоч одним лінійним розміром менше 100 нм - це можуть бути макрооб'єктив, атомарна структура яких контрольовано створюється з дозволом на рівні окремих атомів, або ж містять в собі нанооб'єктів. У більш широкому сенсі цей термін охоплює також методи діагностики, характерології і досліджень таких об'єктів.

Нанотехнології якісно відрізняються від традиційних дисциплін, оскільки на таких масштабах звичні, макроскопічні технології поводження з матерією часто непридатні, а мікроскопічні явища, зневажливо слабкі на звичних масштабах, стають набагато значніше: властивості і взаємодії окремих атомів і молекул або агрегатів молекул (наприклад, сили Ван-дер-Ваальса), квантові ефекти.

Нанотехнологія і особливо молекулярна технологія - нові, дуже мало досліджені дисципліни. Основні відкриття, передбачаються в цій галузі, поки не зроблені. Проте, проведені дослідження вже дають практичні результати. Використання в нанотехнології передових наукових досягнень дозволяє відносити її до високим технологіям.

Розвиток сучасної електроніки йде по шляху зменшення розмірів пристроїв. З іншого боку, класичні методи виробництва підходять до свого природного економічного та технологічного бар'єру, коли розмір пристрою зменшується ненабагато, зате економічні витрати зростають експоненціально. Нанотехнологія - наступний логічний крок розвитку електроніки та інших наукоємних виробництв.


2. Історія

Погляд зсередини вуглецевих нанотрубок

Багато джерел, в першу чергу англомовні, перша згадка методів, які згодом будуть названі нанотехнологией, пов'язують з відомим виступом Річарда Фейнмана "У тому світі повно місця" ( англ. " There's Plenty of Room at the Bottom " ), Зробленим ним в 1959 році в Каліфорнійському технологічному інституті на щорічній зустрічі Американського фізичного товариства. Річард Фейнман припустив, що можливо механічно переміщати поодинокі атоми, за допомогою маніпулятора відповідного розміру, принаймні, такий процес не суперечив би відомим на сьогоднішній день фізичним законам.

Цей маніпулятор він запропонував робити наступним способом. Необхідно побудувати механізм, який створював би свою копію, тільки на порядок меншу. Створений менший механізм повинен знову створити свою копію, знову на порядок меншу і так до тих пір, поки розміри механізму не будуть сумірні з розмірами порядку одного атома. При цьому необхідно буде робити зміни в устрої цього механізму, тому що сили гравітації, що діють в макросвіті, надаватимуть все менший вплив, а сили міжмолекулярних взаємодій і Ван-дер-ваальсови сили будуть все більше впливати на роботу механізму. Останній етап - отриманий механізм збере свою копію з окремих атомів. Принципово число таких копій необмежено, можна буде за короткий час створити довільне число таких машин. Ці машини зможуть таким же способом, поатомной збіркою, збирати макровещі. Це дозволить зробити речі на порядок дешевше - таким роботам ( наноробота) потрібно буде дати тільки необхідну кількість молекул і енергію, і написати програму для складання необхідних предметів. До цих пір ніхто не зміг спростувати цю можливість, але і нікому поки не вдалося створити такі механізми. Ось як Р. Фейнман описав передбачуваний ним маніпулятор:

Я думаю про створення системи з електричним управлінням, в якій використовуються виготовлені звичайним способом "обслуговуючі роботи" у вигляді зменшених у чотири рази копій "рук" оператора. Такі мікромеханізми зможуть легко виконувати операції в зменшеному масштабі. Я говорю про крихітних роботах, забезпечених серводвигунами і маленькими "руками", які можуть закручувати настільки ж маленькі болти і гайки, свердлити дуже маленькі отвори і т. д. Коротше кажучи, вони зможуть виконувати всі роботи в масштабі 1:4. Для цього, звичайно, спочатку слід виготовити необхідні механізми, інструменти та руки-маніпулятори в одну четверту звичайної величини (насправді, ясно, що це означає зменшення всіх поверхонь контакту в 16 разів). На останньому етапі ці пристрої будуть обладнані серводвигунами (зі зменшеною в 16 разів потужністю) і приєднані до звичайної системи електричного управління. Після цього можна буде користуватися зменшеними в 16 разів руками-маніпуляторами! Сфера застосування таких мікророботів, а також мікромашин може бути досить широкою - від хірургічних операцій до транспортування і переробки радіоактивних матеріалів. Я сподіваюся, що принцип пропонованої програми, а також пов'язані з нею несподівані проблеми і блискучі можливості зрозумілі. Більш того, можна замислитися про можливість подальшого суттєвого зменшення масштабів, що, природно, зажадає подальших конструкційних змін і модифікацій (до речі, на певному етапі, можливо, доведеться відмовитися від "рук" звичної форми), але дозволить виготовити нові, значно більш досконалі пристрої описаного типу. Ніщо не заважає продовжити цей процес і створити скільки завгодно крихітних верстатів, оскільки ще немає обмежень, пов'язаних з розміщенням верстатів або їх матеріаломісткістю. Їх обсяг буде завжди набагато менше обсягу прототипу. Легко розрахувати, що загальний обсязі 1 млн зменшених в 4000 раз верстатів (а отже, і маса використовуваних для виготовлення матеріалів) становитиме менше 2% від обсягу і маси звичайного верстата нормальних розмірів. Зрозуміло, що це відразу знімає і проблему вартості матеріалів. В принципі, можна було б організувати мільйони однакових мініатюрних заводиків, на яких крихітні верстати безперервно свердлили б отвори, штампували деталі і т. п. У міру зменшення розмірів ми будемо постійно стикатися з дуже незвичайними фізичними явищами. Все, з чим доводиться зустрічатися в житті, залежить від масштабних факторів. Крім того, існує ще й проблема "злипання" матеріалів під дією сил міжмолекулярної взаємодії (так звані сили Ван-дер-Ваальса), яка може призводити до ефектів, незвичайним для макроскопічних масштабів. Наприклад, гайка не буде відділятися від болта після відкручування, а в деяких випадках буде щільно "приклеюватися" до поверхні і т. д. Існує кілька фізичних проблем такого типу, про які слід пам'ятати при проектуванні і створенні мікроскопічних механізмів. [3]

У ході теоретичного дослідження даної можливості, з'явилися гіпотетичні сценарії кінця світу, які припускають, що нанороботи поглинуть всю біомасу Землі, виконуючи свою програму саморозмноження (так звана " сірий слиз "або" сіра жижа ").

Перші припущення про можливість дослідження об'єктів на атомному рівні можна зустріти в книзі "Opticks" Ісаака Ньютона, що вийшла в 1704 році. У книзі Ньютон висловлює сподівання, що мікроскопи майбутнього коли-небудь зможуть досліджувати "таємниці корпускул" [4].

Вперше термін "нанотехнологія" вжив Норіо Танігуті в 1974 році. [5] Він назвав цим терміном виробництво виробів розміром кілька нанометрів. У 1980-х роках цей термін використав Ерік К. Дрекслер у своїх книгах: " Машини створення: Прийдешня ера нанотехнології "(" Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology ") і" Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation ". Центральне місце в його дослідженнях грали математичні розрахунки, за допомогою яких можна було проаналізувати роботу пристрою розмірами у кілька нанометрів.


3. Фундаментальні положення

Нещодавно було з'ясовано, що закони тертя в макро-і наносвіті виявилися схожі [6].

3.1. Скануюча зондовая мікроскопія

Одним з методів, що використовуються для вивчення нанооб'єктів, є скануюча зондовая мікроскопія. У рамках скануючої зондової мікроскопії реалізовані як не оптичні, так і оптичні методики.

Дослідження властивостей поверхні за допомогою скануючого зондового мікроскопа (СЗМ) проводяться на повітрі при атмосферному тиску, у вакуумі і навіть в рідині. Різні СЗМ методики дозволяють вивчати як провідні, так і не проводять об'єкти. Крім того, СЗМ підтримує суміщення з іншими методами дослідження, наприклад з класичною оптичної мікроскопією і спектральними методами.

За допомогою скануючого зондового мікроскопа (СЗМ) можна не тільки побачити окремі атоми, але також вибірково впливати на них, зокрема, переміщати атоми по поверхні. Вченим вже вдалося створити двовимірні наноструктури на поверхні, використовуючи даний метод. Наприклад, в дослідницькому центрі компанії IBM, послідовно переміщаючи атоми ксенонa на поверхні монокристала нікелю, співробітники змогли викласти три букви логотипу компанії, використовуючи 35 атомів ксенону [7].

При виконанні подібних маніпуляцій виникає ряд технічних труднощів. Зокрема, потрібно створення умов надвисокого вакууму (10 -11 тор), необхідно охолоджувати підкладку і мікроскоп до наднизьких температур (4-10 К), поверхню підкладки повинна бути атомарно чистою і атомарно гладкою, для чого застосовуються спеціальні методи її приготування. Охолодження підкладки проводиться з метою зменшення поверхневої дифузії загрожених атомів, охолодження мікроскопа дозволяє позбутися термодрейфа.

Для вирішення завдань, пов'язаних з точним виміром топографії, властивостей поверхні і з маніпуляцією нанооб'єктів допомогою зонда скануючого атомно-силового мікроскопа, була запропонована методологія особливість-орієнтованого сканування (ООС). [8] [9] ООС підхід дозволяє в автоматичному режимі реалізувати нанотехнологію "знизу-вверх", тобто технологію поелементної збірки нанопристроїв. При цьому робота проводиться при кімнатній температурі, оскільки ООС в реальному масштабі часу визначає швидкість дрейфу і виконує компенсацію викликається дрейфом зсуву. На многозондових інструментах ООС дозволяє послідовно застосувати до нанооб'єктів будь-яку кількість аналітичних і технологічних зондів, що дає можливість створювати складні нанотехнологічні процеси, що складаються з великого числа вимірювальних, технологічних і контрольних операцій.

Однак, у більшості випадків немає необхідності маніпулювати окремими атомами чи наночастинками і достатньо звичайних лабораторних умов для вивчення об'єктів, які цікавлять.


3.2. Наночастки

Сучасна тенденція до мініатюризації показала, що речовина може мати зовсім нові властивості, якщо взяти дуже маленьку частинку цієї речовини. Частинки розмірами від 1 до 100 нанометрів зазвичай називають " наночастинками ". Так, наприклад, виявилося, що наночастинки деяких матеріалів мають дуже хороші каталітичні і адсорбційні властивості. Інші матеріали показують дивовижні оптичні властивості, наприклад, надтонкі плівки органічних матеріалів застосовують для виробництва сонячних батарей. Такі батареї, хоч і мають порівняно низьку квантової ефективністю, зате більш дешеві і можуть бути механічно гнучкими. Вдається домогтися взаємодії штучних наночасток з природними об'єктами нанорозмірів - білками, нуклеїновими кислотами та ін Ретельно очищені наночастинки можуть самовистраіваться в певні структури. Така структура містить строго впорядковані наночастинки і також часто проявляє незвичайні властивості.

Нанооб'єктів діляться на 3 основних класу: тривимірні частки, одержувані вибухом провідників, плазмовим синтезом, відновленням тонких плівок і т. д.; двовимірні об'єкти - плівки, що отримуються методами молекулярного нашарування, CVD, ALD, методом іонного нашарування і т. д.; одномірні об'єкти - вискер, ці об'єкти виходять методом молекулярного нашарування, введенням речовин в циліндричні мікропори і т. д. Також існують нанокомпозити - матеріали, отримані введенням наночасток в будь-які матриці. На даний момент широке застосування отримав тільки метод мікролітографіі, що дозволяє отримувати на поверхні матриць плоскі острівкові об'єкти розміром від 50 нм, застосовується він в електроніці; метод CVD і ALD в основному застосовується для створення мікронних плівок. Інші методи в основному використовуються в наукових цілях. Особливо слід відзначити методи іонного і молекулярного нашарування, оскільки з їх допомогою можливе створення реальних моношарів.

Особливий клас складають органічні наночастинки як природного, так і штучного походження.

Оскільки багато фізичні і хімічні властивості наночастинок, на відміну від об'ємних матеріалів, сильно залежать від їх розміру, в останні роки виявляється значний інтерес до методів вимірювання розмірів наночастинок у розчинах: аналіз траєкторій наночастинок, динамічне світлорозсіювання, седиментаційних аналіз, ультразвукові методи.


3.3. Самоорганізація наночастинок

Одним з найважливіших питань, що стоять перед нанотехнологией - як змусити молекули групуватися певним способом, самоорганізовуватися, щоб у результаті отримати нові матеріали або пристрою. Цією проблемою займається розділ хімії - супрамолекулярна хімія. Вона вивчає не окремі молекули, а взаємодії між молекулами, які здатні впорядкувати молекули певним способом, створюючи нові речовини і матеріали. Обнадіює те, що в природі дійсно існують подібні системи і здійснюються подібні процеси. Так, відомі біополімери, здатні організовуватися в особливі структури. Один із прикладів - білки, які не тільки можуть згортатися в глобулярну форму, а й утворювати комплекси - структури, що включають кілька молекул білків. Вже зараз існує метод синтезу, який використовує специфічні властивості молекули ДНК. Береться комплементарна ДНК ( кДНК), до одного з кінців приєднується молекула А чи Б. маємо 2 речовини: ---- А і Б ----, де ---- - умовне зображення одинарної молекули ДНК. Тепер, якщо змішати ці 2 речовини, між двома одинарними ланцюгами ДНК утворюються водневі зв'язки, які притягнуть молекули А і Б один до одного. Умовно зобразимо отримане підключення: ==== АБ. Молекула ДНК може бути легко видалена після закінчення процесу.


3.4. Проблема освіти агломератів

Частинки розмірами порядку нанометрів або наночастинки, як їх називають у наукових колах, мають одну властивість, яка дуже заважає їх використанню. Вони можуть утворювати агломерати, тобто злипатися один з одним. Так як наночастки багатообіцяючі в галузях виробництва кераміки, металургії, цю проблему необхідно вирішувати. Одне з можливих рішень - використання речовин - дисперсантів, таких як цитрат амонію (водний розчин), імідазолін, олеїнової спирт (нерозчинних у воді). Їх можна додавати в середовище, що містить наночастинки. Детальніше це розглянуто в джерелі "Organic Additives And Ceramic Processing", DJ Shanefield, Kluwer Academic Publ., Boston (англ.).


4. Новітні досягнення

4.1. Наноматеріали

Матеріали, розроблені на основі наночастинок з унікальними характеристиками, що випливають з мікроскопічних розмірів їх складових.

  • Вуглецеві нанотрубки - протяжні циліндричні структури діаметром від одного до декількох десятків нанометрів і завдовжки до декількох сантиметрів, що складаються з однієї або декількох згорнутих в трубку гексагональних графітових площин ( графеном) і зазвичай закінчуються напівсферичної голівкою.
  • Графен - монослой атомів вуглецю, отриманий в жовтні 2004 в Манчестерському університеті (The University Of Manchester). Графен можна використовувати, як детектор молекул (NO 2), що дозволяє детектувати прихід і відхід одиничних молекул. Носії зарядів в графені володіють високою рухливістю при кімнатній температурі, завдяки чому як тільки вирішать проблему формування забороненої зони цього напівметали, обговорюють графен як перспективний матеріал, який замінить кремній в інтегральних мікросхемах.

4.2. Методи дослідження

В силу того, що нанотехнологія - міждисциплінарна наука, для проведення наукових досліджень використовують ті ж методи, що і "класичні" біологія, хімія, фізика. Одним з відносно нових методів досліджень в галузі нанотехнології є скануюча зондовая мікроскопія. В даний час в дослідницьких лабораторіях використовуються не тільки "класичні" зондові мікроскопи, а й СЗМ в комплексі з оптичними мікроскопами, електронними мікроскопами, спектрометрами комбінаційного (раманівського) розсіювання і флуоресценції, ультрамікротомамі (для отримання тривимірної структури матеріалів).


4.3. Наномедицина і хімічна промисловість

Напрямок у сучасній медицині, заснований на використанні унікальних властивостей наноматеріалів і нанооб'єктів для відстеження, конструювання і зміни біологічних систем людини на наномолекулярном рівні.

  • ДНК-нанотехнології - використовують специфічні основи молекул ДНК і нуклеїнових кислот для створення на їх основі чітко заданих структур.
  • Промисловий синтез молекул ліків і фармакологічних препаратів чітко певної форми (біс-пептиди).

4.4. Комп'ютери та мікроелектроніка

  • Центральні процесори - 15 жовтня 2007 компанія Intel заявила про розробку нового прототипу процесора, що містить найменший структурний елемент розмірами приблизно 45 нм. Надалі компанія має намір досягти розмірів структурних елементів до 5 нм. Основний конкурент Intel, компанія AMD, також давно використовує для виробництва своїх процесорів нанотехнологічні процеси, розроблені спільно з компанією IBM. Характерною відмінністю від розробок Intel є застосування додаткового ізолюючого шару SOI, що перешкоджає витоку струму за рахунок додаткової ізоляції структур, що формують транзистор. Вже існують робочі зразки процесорів з транзисторами розміром 32 нм і дослідні зразки на 22 нм.
  • Скануючий зондовий мікроскоп - мікроскоп високої роздільної здатності, заснований на взаємодії голки кантільовери (зонда) з поверхнею досліджуваного зразка. Зазвичай під взаємодією розуміється тяжіння або відштовхування кантільовери від поверхні через сил Ван-дер-Ваальса. Але при використанні спеціальних кантільовери можна вивчати електричні й магнітні властивості поверхні. СЗМ може досліджувати як провідні, так і непровідні поверхні навіть через шар рідини, що дозволяє працювати з органічними молекулами ( ДНК). Просторова роздільна здатність скануючих зондових мікроскопів залежить від характеристик використовуваних зондів. Дозвіл досягає атомарного по горизонталі та істотно перевищує його по вертикалі.
  • Антена-осцилятор - 9 лютого 2005 в лабораторії Бостонського університету була отримана антена-осцилятор розмірами порядку 1 мкм. Це пристрій нараховує 5000 мільйонів атомів і здатне осцілліровать з частотою 1,49 гігагерц, що дозволяє передавати з її допомогою величезні обсяги інформації.
  • Плазмони - колективні коливання вільних електронів в металі. Характерною особливістю збудження плазмонов можна вважати так званий плазмонного резонансу, вперше передвіщений Мі на початку XX століття. Довжина хвилі плазмонного резонансу, наприклад, для сферичної частинки срібла діаметром 50 нм становить приблизно 400 нм, що вказує на можливість реєстрації наночасток далеко за межами дифракційного межі (довжина хвилі випромінювання багато більше розмірів частки). На початку 2000 -го року, завдяки швидкому прогресу в технології виготовлення частинок нанорозмірів, було дано поштовх до розвитку нової галузі нанотехнології - наноплазмоніке. Виявилося можливим передавати електромагнітне випромінювання уздовж ланцюжка металевих наночастинок з допомогою збудження плазмони коливань.

4.5. Робототехніка

  • Молекулярні ротори - синтетичні нанорозмірні двигуни, здатні генерувати крутний момент при додатку до них достатньої кількості енергії.
  • Нанороботи - роботи, створені з наноматеріалів і розміром співставні з молекулою, що володіють функціями руху, обробки і передачі інформації, виконання програм. Нанороботи, здатні до створення своїх копій, тобто самовідтворення, називаються реплікаторами. Можливість створення нанороботів розглянув у своїй книзі "Машини створення" американський учений Ерік Дрекслер. Питання розробки нанороботів та їх компонентів розглядаються на профільних міжнародних конференціях [10] [11].
  • Молекулярні пропелери - нанорозмірні молекули у формі гвинта, здатні робити обертові рухи завдяки своїй спеціальній формі, аналогічній формі макроскопічного гвинта.
  • З 2006 в рамках проекту RoboCup (чемпіонат з футболу серед роботів) з'явилася номінація "Nanogram Competition", в якій ігрове поле являє собою квадрат зі стороною 2,5 мм. Максимальний розмір гравця обмежений 300 мкм.

4.6. Концептуальні пристрої

  • Nokia Morph - проект стільникового телефону майбутнього, створений спільно науково-дослідним підрозділом Nokia і Кембриджським університетом на основі використання нанотехнологічних матеріалів.

5. Індустрія нанотехнологій

В 2004 світові інвестиції в сферу розробки нанотехнологій майже подвоїлися в порівнянні з 2003 роком і досягли $ 10 млрд. На частку приватних донорів - корпорацій і фондів - довелося приблизно $ 6.6 млрд інвестицій, на частку державних структур - близько $ 3.3 млрд. Світовими лідерами за загальним обсягом капіталовкладень в цій сфері стали Японія і США. Японія збільшила витрати на розробку нових нанотехнологій на 126% порівняно з 2003 роком (загальний обсяг інвестицій склав $ 4 млрд.), США - на 122% ($ 3.4 млрд.).


6. Ставлення суспільства до нанотехнологій

Прогрес в області нанотехнологій викликав певний громадський резонанс.

Ставлення суспільства до нанотехнологій вивчалося ВЦИОМ [12] [13] [14] [15] та європейської службою "Євробарометр" [16].

Ряд дослідників вказують на те, що негативне ставлення до нанотехнології у неспеціалістів може бути пов'язано з релігійністю [17], а також через побоювання, пов'язані з токсичністю наноматеріалів [18]. Особливо це актуально для широко розрекламованого колоїдного срібла, властивості і безпека якого перебувають під великим питанням.


6.1. Реакція світової спільноти на розвиток нанотехнологій

C 2005 функціонує організована CRN міжнародна робоча група, що вивчає соціальні наслідки розвитку нанотехнологій [19].

У жовтні 2006 р. Міжнародною Радою з нанотехнологій випущена оглядова стаття, в якій, зокрема, говорилося про необхідність обмеження розповсюдження інформації з нанотехнологічні досліджень з метою безпеки. Перші наукові статті про безпеку наночастинок з'явилися тільки в 2001 р. [20] У 2008 р. заснована міжнародна нанотоксікологіческая організація (International Alliance for NanoEHS Harmonization) покликаної встановити протоколи для відтвореного токсикологічного тестування наноматеріалів на клітинах і живих організмах. [21]

В 2004 р. в естонському Інституті фізичної хімії створена науково-дослідна група з екотоксикологічні дослідженням нанооксідов металів, яка вже отримала міжнародне визнання. В 2011 р. присуджена Державна премія Естонії керівникові цієї групи доктору наук Ганні Кахріе за цикл робіт з нанотоксікологіі. [22]

Організація "Грінпіс" вимагає повної заборони досліджень в області нанотехнологій [23].

Тема наслідків розвитку нанотехнологій стає об'єктом філософських досліджень. Так, про перспективи розвитку нанотехнологій говорилося на минулій у 2007 міжнародної футурологічної конференції Transvision, організованої WTA [24] [25].


6.2. Реакція російського суспільства на розвиток нанотехнологій

26 квітня 2007 президент Росії Володимир Путін в посланні Федеральним Зборам назвав нанотехнології "найбільш пріоритетним напрямом розвитку науки і техніки" [26]. На думку Путіна, для більшості росіян нанотехнології сьогодні - "якась абстракція зразок атомної енергії в 30-і роки" [26].

Потім про необхідність розвитку нанотехнологій заявляє ряд російських громадських організацій.

8 жовтня 2008 було створено "Нанотехнологічні суспільство Росії", в завдання якого входить "просвітництво російського суспільства в області нанотехнологій і формування сприятливої ​​громадської думки на користь нанотехнологічного розвитку країни" [27]

6 жовтня 2009 президент Дмитро Медведєв на відкритті Міжнародного форуму з нанотехнологій в Москві заявив: "Головне, щоб не сталося за відомим сценарієм - світова економіка починає зростати, експортний потенціал зростає, і ніякі нанотехнології не потрібні і якнайдалі продавати енергоносії. Цей сценарій був б для нашої країни просто згубним. Всі ми повинні зробити так, щоб нанотехнології стали однією з найпотужніших галузей економіки. Саме до такого сценарію розвитку я вас закликаю ", - підкреслив Д. Медведєв, звертаючись до учасників форуму. При цьому президент особливо відзначив, що "поки ця (державна) підтримка (бізнесу) носить безладний характер, поки ми не змогли схопити суть цієї роботи, треба налагодити цю роботу". Д. Медведєв також підкреслив, що Роснано до 2015 на ці цілі буде виділено 318 млрд рублів. Д. Медведєв запропонував Міносвіти збільшити кількість спеціальностей у зв'язку з розвитком потреби у кваліфікованих кадрах для нанотехнологій, а також створити держзамовлення на інновації та відкрити "зелений коридор" для експорту високотехнологічних товарів. [1]


6.3. Нанотехнології в мистецтві

Ряд творів американської художниці Наталки Віта-Мор стосується нанотехнологічної тематики [28] [29].

У сучасному мистецтві виник новий напрям "наноарт" (наноіскусство) (англ. nanoart) - це вид мистецтва, пов'язаний зі створенням художником скульптур (композицій) мікро-та нано-розмірів (10 ^ -6 і 10 ^ -9 м, відповідно) під дією хімічних або фізичних процесів обробки матеріалів, фотографуванням отриманих нано образів за допомогою електронного мікроскопа і обробкою чорно-білих фотографій в графічному редакторі (наприклад, Adobe Photoshop) [30].

Нанороботи та їх ролі у соціальному прогресі присвячена композиція "Nanobots" російської групи Re-Zone.


6.3.1. Нанотехнології у фантастиці

В широко відомому творі російського письменника М. Лєскова "Лівша" ( 1881 рік) є цікавий фрагмент:

Якби, - каже, - був краще мелкоскопов, який у п'ять мільйонів збільшує, так ви зволили б, - каже, - побачити, що на кожній подковінке майстровий ім'я виставлено: який російський майстер ту підківку робив

Збільшення в 5 000 000 разів забезпечують сучасні електронні і атомно-силові мікроскопи, які вважаються основними інструментами нанотехнологій. Таким чином, літературного героя Лівшу можна вважати першим в історії "нанотехнології".

Викладені Фейнманом в лекції 1959 "Там внизу багато місця" ідеї про способи створення і застосування наноманіпулятор збігаються практично текстуально з фантастичним розповіддю відомого радянського письменника Бориса Житкова "Мікрорукі", опублікованими в 1931.

Деякі негативні наслідки неконтрольованого розвитку нанотехнологій описані в творах М. Крайтона ("Рой"), С. Лема ("Огляд на місці" і " Світ на Землі "), С. Лук 'яненко ("Нічого ділити").

Головний герой роману "Трансчеловек" Ю. Нікітіна - керівник нанотехнологічної корпорації і перша людина, що випробував на собі дію медичних нанороботів.

У науково-фантастичному серіалі " Зоряна брама: ЗВ-1 "однією з найбільш технічно та соціально розвинутих рас є раса" репликатор ", що виникла в результаті невдалого досвіду Древніх з використанням і описом різних варіантів застосування нанотехнологій. У фільмі "День, коли Земля зупинилася" з Кіану Рівзом в головній ролі, інопланетна цивілізація виносить людству смертний вирок і мало не знищує все на планеті за допомогою самовідтворюються нанореплікантов-жуків, що пожирають все на своєму шляху.


7. Форуми і виставки

Роснано 2010

Перший в Росії Міжнародний форум з нанотехнологій Rusnanotech пройшов в 2008, що згодом став щорічним. Робота з організації Міжнародного форуму з нанотехнологій проводилася відповідно до Концепції, схваленої наглядовою радою ГК " Роснанотех "31 січня 2008 р. та розпорядженням Уряду Російської Федерації № 1169-р від 12.08.2008 р. Форум пройшов з 3 по 5 грудня 2008 р. в м. Москві в Центральному виставковому комплексі "Експоцентр". Програма Форуму складалася з ділової частини, науково-технологічних секцій, стендових доповідей, доповідей учасників Міжнародного конкурсу наукових робіт молодих вчених в області нанотехнологій і виставки.

Всього в заходах Форуму взяло участь 9024 учасника і відвідувача з Росії і 32-х зарубіжних країн, у тому числі:

  • 4048 учасника конгресовий частини Форуму
  • 4212 відвідувача виставки
  • 559 стендист
  • 205 представників ЗМІ висвітлювали роботу Форуму

В 2009 у заходах Форуму взяв участь 10 191 чоловік з 75 регіонів Російської Федерації та 38 зарубіжних країн, у тому числі:

  • 4022 учасника конгресовий частини Форуму
  • 9240 відвідувача виставки
  • 951 стендист
  • 409 представників ЗМІ висвітлювали роботу Форуму

В 2010 в роботі форуму взяли участь майже 7200 чоловік. Серед відвідувачів екскурсій, спеціально організованих Фондом "Форум Роснанотех" для школярів, зібралися учасники Всеросійської інтернет-олімпіади з нанотехнологій, і учні шкіл, які опинилися вперше в центрі великого нанотехнологічного події. Спеціально для відвідування Форуму приїхали школярі з м. Чебоксари, м. Тула, Ростові-на-Дону. Екскурсоводами стали аспіранти МДУ ім.Ломоносова, включені в процес підготовки нанотехнологічної олімпіади. [31]


8. Критика нанотехнологій

Критика нанотехнологій зосередилася в основному в двох напрямках:

  • прикриття терміном "нанотехнології" організацій займаються викачуванням бюджетних коштів [32] [33] [34] [35];
  • технологічні обмеження, що перешкоджають використанню нанотехнологій в промисловості.

Література


Примітки

  1. http://dayton.hq.nasa.gov/IMAGES/LARGE/GPN-2000-001535.jpg - dayton.hq.nasa.gov/IMAGES/LARGE/GPN-2000-001535.jpg
  2. ISO - Technical committees - TC 229 - Nanotechnologies - www.iso.org/iso/iso_technical_committee?commid=381983
  3. http://www.chem.msu.su/rus/jvho/2002-5/4.pdf - www.chem.msu.su/rus/jvho/2002-5/4.pdf
  4. James E. McClellan III, Harold Dorn. Science and Technology in World History. Second Edition. Johns Hopkins university press, 2006. p.263
  5. Попов Михайло Євгенович Танігучі, Норіо "Словник нанотехнологічних термінів" - thesaurus.rusnano.com/wiki/article24441. РОСНАНО.
  6. Закони тертя в макро-і наносвіті виявилися схожі - lenta.ru/news/2009/02/26/nano /. Лента.Ру (26.02.2009, 16:01:01). - "Вченим з Університету Вісконсін-Медісон вдалося довести, що закони тертя для наноструктур не відрізняються від класичних законів." Статичний - www.webcitation.org/61BiKbRUK з першоджерела 25 серпня 2011.
  7. DM Eigler, EK Schweizer, Nature, vol. 344, p.666, 1990 - www.nature.com/nature/journal/v344/n6266/abs/344524a0.html
  8. RV Lapshin (2004). " Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology - www.nanoworld.org / homepages / lapshin / publications.htm # feature2004 "(PDF). Nanotechnology 15 (9): 1135-1151. DOI : 10.1088/0957-4484/15/9/006 - dx.doi.org/10.1088/0957-4484/15/9/006. ISSN 0957-4484 - worldcat.org/issn/0957-4484.
  9. RV Lapshin Encyclopedia Of Nanoscience AND Nanotechnology - www.nanoworld.org / homepages / lapshin / publications.htm # fospm2011 / HS Nalwa - USA: American Scientific Publishers, 2011. - Т. 14. - P. 105-115. - ISBN 1-58883-163-9.
  10. Workshop "Trends in nanomechanics and nanoengineering" - tnn2008.conf.sfu-kras.ru /
  11. http://www.rtc.ru/conference/confrob20-inf.shtml - www.rtc.ru/conference/confrob20-inf.shtml
  12. Міжнародний форум з нанотехнологій - wciom.ru/arkhiv/tematicheskii-arkhiv/item/single/10196.html? no_cache = 1 & cHash = f40d2c9901
  13. НАНОТЕХНОЛОГІЇ: ЩО ЦЕ ТАКЕ І НАВІЩО ВОНИ ПОТРІБНІ? - wciom.ru/arkhiv/tematicheskii-arkhiv/item/single/10390.html? no_cache = 1 & cHash = bc19e786d3
  14. Російське населення і наноіндустрії: віра проти логіки - wciom.ru/arkhiv/tematicheskii-arkhiv/item/single/10467.html? no_cache = 1 & cHash = 60f49c0685
  15. Наночудеса затримуються - wciom.ru/arkhiv/tematicheskii-arkhiv/item/single/10483.html? no_cache = 1 & cHash = aa76079021
  16. П'ятірка досягнень, що змінили світ у ХХ столітті. Думка Рунета - wciom.ru/arkhiv/tematicheskii-arkhiv/item/single/8276.html? no_cache = 1 & cHash = 883645c40a
  17. Дмитро Целіков Релігія і нанотехнології - culture.compulenta.ru/387291 / 9 грудня 2008
  18. Токсичність наноматеріалів - www.nanometer.ru/2009/01/24/12328081661266_55571.html
  19. Center for Responsible Nanotechnology - www.crnano.org / CTF.htm (Англ.)
  20. Нанобіотехнології - ru-nanobiotech.livejournal.com/tag/нанотоксикология
  21. International Alliance for NanoEHS Harmonization - nanoehsalliance.org /
  22. Академіків Хижнякова і Ліллі нагородили за внесок у науку - rus.postimees.ee/389962/akademikov-hizhnjakova-i-lille-nagradili-za-vklad-v-nauku /
  23. Олексій Цвєтков Мистецтво страху - www.voanews.com/russian/2008-03-25-voa5.cfm
  24. The Choice is Yours biweekly column by Gregor Wolbring - politicsofhealth.org/wol/2007-10-30.html (Англ.)
  25. Danielle Egan Death Special: The plan for eternal life - 13 October 2007 (Англ.)
  26. 1 2 Путін: Нанотехнології стосуються всіх і можуть об'єднати СНД - www.rosbalt.ru/2007/4/26/294547.html
  27. У Росії утворилося Нанотехнологічні суспільство - www.nkj.ru/news/14462/
  28. Nanomedicine Art Gallery Work of Natasha Vita-More - www.foresight.org / Nanomedicine / gallery / Artist / Vita-More.html (Англ.)
  29. С. Wilson Droid Rage - www.nytimes.com/2007/10/21/style/tmagazine/21droid.html?_r=1&ref=tmagazine&oref=slogin New York Times 21.10.2007 (Англ.)
  30. NanoArt - наноіскусство 21 століття - blog.artnn.ru/2008/03/11/nanoart-nanoiskusstvo-21-veka /
  31. Rusnanotech 2010 - Третій Міжнародний форум з нанотехнологій 1-3 листопада 2010 р - www.rusnanoforum.ru / Home.aspx
  32. Нано-пурга: правда, що стоїть за ейфорією нанотехнології - www.nanometer.ru/2007/06/14/nanohype_hype_3106.html
  33. Сергій Іванов застеріг народ від неправильних нанотехнологій (2007) - news.softodrom.ru/ap/b2307.shtml
  34. Фурсенко побоюється профанації поняття "нанотехнології" (2007) - www.rosbalt.ru/2007/07/13/401033.html
  35. Нанопрорив або "нанокормушка" для чиновників? (2007) - www.rosbalt.biz/2007/06/15/299316.html

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Квантова нанотехнологія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru